生态建筑学在高层建筑设计中的应用探究

生态建筑学在高层建筑设计中的应用探究

广州市市政工程设计研究总院有限公司 钟玉英 邮编：510060

摘要：随着科技的飞速发展与更新，我国的经济得到了持续发展。整个社会的发展步伐加快，人民的生活条件得到了改善，随着社会的发展，人们对生活品质的需求也在不断提高，特别是对工作、生活环境的要求也越来越高。但是，在目前的高层建筑设计中，生态环保的理念还没有得到充分的应用，由于不断地追求经济发展，人类的生存环境遭到了破坏，生态环境日趋恶化，对人类的可持续发展是不利的。本文以生态建筑学为视角，详细讨论了其在高层建筑设计中的应用，希望能为以后的高层建筑设计提供一些借鉴。

关键词：生态建筑学；高层建筑设计；应用

为使国家的生态建设和经济发展同步向前，国家在持续地进行着生态环境保护与管理工作，并提出了生态立法。随着生态建筑理念的提出，越来越多的人开始重视起来，然而，目前高层建筑设计对于生态建筑的认识还很欠缺，更缺少对其基本原理与理念的认识，多学科交叉，增加了其应用难度，使其在高层建筑设计中无法得到很好的利用。

一、生态建筑设计目标

高层建筑工程所需的资源越来越多，同时，建设过程中产生的大量废弃物，给生态环境带来了极大的危害。为此，从节能减排与可持续发展的角度出发，生态建筑学为高层建筑设计提供了科学系统的指导。从生态建筑的布局来看，有效地利用周边环境中的资源可以大大增加其利用效率，创建符合“协调发展”原理的建筑形式，营造更加健康舒适的生产、生活环境，让人有更舒适的居住感受。所以，在高层建筑中引入生态建筑学，就是要转变传统的建筑设计观念，达到节约能源、降低能源消耗的目的，使之符合我国可持续发展的理念。在高层建筑设计中，通过对不同材质的运用，使其建设对环境更有利，尽量减少施工对周边环境的损害，对生态环境进行最大限度的保护，实现建筑物功能、环保、经济效益的有机融合。

二、生态建筑学的应用原则

（一）科技化原则

在高层建筑中，结构的安全性、稳定性是一个永恒的话题。现在，随着自然环境的不断改变，对建筑的设计与施工提出了越来越高的要求，对高层建筑的安全性能也要求较高，因此，需要系统的设计思考、精密的科技技术支持。目前，对数字化、科技化、结构化等方面的设计处理，已成为设计界普遍认可的趋势。高层建筑在使用更先进的材料、更先进的技术，在设计思想上要与生态倡导的思想结合在一起，让高层建筑的设计走向生态化。

（二）环境互动性原则

在当今的高层建筑设计中，要始终坚持以人为本的核心思想，在充分考虑建筑物与人类以及环境之间的和谐度基础上，采用人性化的设计思想，在考虑到建筑带给人们的方便与舒适的同时，更要注意建筑能否满足人们的居住需求。设计者应树立绿色环保的观念，主动利用新技术为建筑设计与建设提供支持。

（三）最优解原则

生态建筑学的概念一直贯彻着结构化施工的思想，从众多的方案中选出结构最为合理、各项条件最佳的方案。在对建筑进行了全面、深入的调研之后，对周边的自然环境和社会要素进行更充分的分析，对施工现场有全面的认识，在对方案进行优化时，从总体上的选择，到最后确定具体的细节，目标更为清晰，功能也更为清晰，既能确保项目方案设计的连续性，又能体现方案的合理性、完整性。

三、基于生态建筑学的高层建筑设计

（一）生态型高层建筑空间组合设计

在高层建筑的空间布局上，运用综合设计理念，从整体上对建筑进行再安排，同时兼顾空间的经济效应。“生态”概念的提出，需要对住宅进行更多的分区，既要兼顾建筑的节能需求，又要兼顾居住环境的舒适度。在高层建筑中，不同的楼层，对于自然光，温湿度，自然光线，通风的需求也各不相同。因此，设计师要在高层的设计中，充分地应用生态设计的概念，把建筑的动、静区域分开，针对各分区的功能需求，对室内灯光、温度等进行人为调控，使室内环境更为舒适。

（二）高层建筑采光

在高层建筑的生态化设计中，要充分考虑到采光的要求，被动日光技术是通过调整直射光，降低阳光对人的视觉舒适性的影响，从而实现对室内光线的均匀分配。对日光进行人工调整，使得日光在无遮光区均匀分布，就是最佳的室内采光。目前比较高级的太阳光收集技术，主要是将太阳光反射到屋顶上，将太阳光均匀地聚集在面板上，这样就可以将太阳光照射的范围扩大。与常规的窗户采光不同，太阳光收集技术可以增强窗户附近的太阳光强度，并且可以在很小的范围内实现日光的集中输送，从而使自然光得到最大程度的利用。如果能更好地改善直射日光系统的设计，也可以降低由太阳光直接照射引起的眩光的情况，并能进行温度调整。这个设计的难点在于，如何收集太阳光，如何改变光照的角度，只有以最大的自然光利用效率为条件，才能达到节约能源的目的。在这两个方面寻找一个平衡点，是现代建筑照明设计的一个重要研究方向。通过对建筑物灯光布局的调整，可以达到降低室内强光、提高室内自然光利用率的目的。

（三）自然通风的采用

自然通风是建筑设计中的一项重要内容，同时，建筑底层环境也是实现良好通风的先决条件。良好的空气流通环境可以给住户提供新鲜的居住感受。设计者要对建筑物的总体布局、外墙和内墙进行合理的设计，在此基础上，还应充分考虑如何有效地利用自然通风。“烟囱效应”是当今许多大型项目采用的一种方法，这种方法能改善室内的气流，对通风系统进行优化设计，从而达到节能降耗的目的。由于室内空气流通效率的变化，使作为机械式通风的空气调节系统得到了更少的使用，该方法不仅可以降低空调能耗，而且可以避免对周边环境造成污染。

（四）被动制冷技术的采用

被动制冷技术，它能满足我国在热带地区及夏天对室内降温的需求。为实现被动制冷，降低建筑吸热路径，设计人员需要对建筑周围地区实施严格的阳光辐射控制。外围材料要尽量减少阳光的渗透，这样才能保持房间内的温度均衡。所以，设计师在设计时，必须对建筑的布局，朝向，门窗的密闭性，通风效果，荫凉设计等方面都加以考虑，在此基础上，通过对建筑周围环境的保温性能进行全面的研究，并对其中的一些重要因素进行严格的控制。由于夏天的酷热，大部分地区都要求使用机械制冷，将本地的温、湿环境与完备的基础制冷设施相结合，与此同时，在建筑内设置了多种通风孔，以利于周边地区的自然散热。例如加尔各答洲际双子塔工程，在玻璃幕墙内部形成一个纵向流通的空间，加尔各答洲际双塔采用太阳能、风力等自然资源，以最大限度地降低能耗，并在大楼的外墙上建造了一条一米宽的生态带，为外部的玻璃提供遮阳。在同一时间内，利用安装好的光电池来产生电能。环带在玻璃幕墙上方10公分处，在玻璃幕墙内部形成一个空气纵向流通的空间以减少热量。

结语

高层建筑的总体经济和建筑结构的合理性，是进行高层建筑设计的重要基础。将生态建筑学的概念应用到高层建筑的设计中，可以起到节约资源和保护环境的作用，为居民提供更加舒适健康的居住环境，是建筑行业实现绿色发展的必然要求。为了更好地发挥生态建筑学在高层建筑中的作用，同时，设计部门也要加建立健全的管理体系，加强对设计者的专业培训，将生态建筑学和建筑设计结合起来，推动建筑业的绿色良性发展。

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